ЭЛЕКТРОННАЯ СИГАРЕТА И ЗАРЯЖАЕМЫЙ КОНТЕЙНЕР Российский патент 2019 года по МПК H01M10/44 H01M10/46 H02J7/00 A24F47/00 A24F15/18 

Область техники

Настоящее изобретение относится к электронной сигарете, такой как электронная система получения пара или электронная система доставки никотина, и к перезаряжающему контейнеру для электронной сигареты.

Уровень техники

Электронные системы получения пара, электронные системы доставки никотина и т.д., которые в этом документе называют электронными сигаретами, в общем, содержат резервуар с жидкостью, которую необходимо преобразовать в пар. Когда пользователь всасывает или затягивается, используя устройство, происходит активация нагревателя, предназначенного для преобразования небольшого количества жидкости в пар, который потом вдыхает пользователь. Большинство электронных сигарет включают в себя перезаряжаемую батарею для подачи электроэнергии на нагреватель и другие электрические/электронные компоненты, такие как датчик, обнаруживающий вдох. У некоторых электронных сигарет имеется секция картриджа. После того, как никотин или другая жидкость в этом картридже закончится, пустой картридж можно удалить или отделить от электронной сигареты и заменить новым картриджем, содержащим дополнительный никотин.

Электронные сигареты часто поставляют в контейнерах для защиты и удобства транспортировки. Такие контейнеры могут вмещать несколько электронных сигарет и/или сменных картриджей, тем самым, обеспечивая резерв на случай, если электронная сигарета (или ее картридж) будет израсходована. Контейнер электронной сигареты также может иметь возможность заряжать электронную сигарету, также помогая гарантировать эксплуатационную готовность электронной сигареты для пользователя. Такой контейнер может иметь цилиндрическое отверстие для вставки в него электронной сигареты для зарядки, при этом отверстие, в целом, отражает удлиненную цилиндрическую форму электронной сигареты. Когда электронная сигарета размещена в отверстии, батарея может заряжаться с помощью соответствующего проводного или беспроводного соединения (беспроводное соединение может основываться на индукционной зарядке). В некоторых контейнерах цилиндрическое отверстие может принимать всю электронную сигарету для зарядки, в то время как в других контейнерах в отверстие может входить только часть электронной сигареты.

В некоторых устройствах во время зарядки батареи электронной сигареты контейнер должен быть соединен с источником питания, напр., с электророзеткой или USB-портом. В этом случае контейнер обычно выступает в качестве удобного устройства для удерживания электронной сигареты и сопряжения с ней во время зарядки. В других устройствах сам контейнер оснащен батареей (или другим устройством сохранения заряда). Батарея контейнера позволяет заряжать электронную сигарету от контейнера без необходимости подключения контейнера к внешнему источнику питания во время зарядки, тем самым, обеспечивая большее удобство для пользователя.

Батарея контейнера со временем будет израсходована, так что он, в общем, оснащен своим собственным средством зарядки – обычно также основывающимся на некотором виде розетки или USB-подключении. Тем не менее, так как контейнер больше, чем электронная сигарета, то он может вместить в себя большую батарею, и, поэтому, контейнер не надо заряжать так же часто, как электронную сигарету. Например, зарядная емкость батареи обычной электронной сигареты может составлять приблизительно 60 мАч, в то время как зарядная емкость батареи обычного контейнера должна быть в районе 800 мАч. Соответственно, батарея контейнера способна зарядить электронную сигарету по меньшей мере несколько раз перед тем, как саму батарею контейнера необходимо будет зарядить.

Такое множественное или иерархическое устройство из отдельно заряжаемых систем, а именно, во-первых, электронная сигарета, а во-вторых, контейнер электронной сигареты, встречается сравнительно редко. Наоборот, большинство перезаряжаемых устройств, напр., мобильные (сотовые) телефоны, обычно подключают непосредственно к розетке питания (или также к автомобильной розетке). Более того, когда контейнер подключают к внешнему источнику питания, контейнер может заряжать и батарею контейнера, и батарею электронной сигареты одновременно, т.е. часть электроэнергии от внешнего источника направляют на зарядку батареи, расположенную в электронной сигарете. Желательно, чтобы работа и зарядка электронной сигареты и соответствующего ей контейнера была настолько безопасной, надежной и удобной для пользователя, насколько это возможно.

Сущность изобретения

Предложен перезаряжаемый контейнер, предназначенный для хранения в нем и зарядки электронной сигареты. Контейнер содержит батарею контейнера; первый разъем, который электрически соединяют с внешним источником питания; первый механизм зарядки для зарядки батареи контейнера, использующий внешний источник питания, когда первый разъем электрически соединен с внешним источником питания; трубка, в которую вставляют электронную сигарету, так чтобы электронная сигарета могла содержаться внутри перезаряжающего контейнера; второй разъем, который электрически соединяют с электронной сигаретой, когда электронная сигарета вставлена в трубку; и второй механизм зарядки для зарядки электронной сигареты, использующий батарею контейнера, когда электронная сигарета электрически соединена со вторым разъемом. Второй механизм зарядки выполнен с возможностью обеспечивать защиту от того, чтобы батарея контейнера подавала избыточный ток через второй разъем.

Предложена электронная сигарета, содержащая: батарею, которая дает выходное напряжение, максимальный уровень которого достигается, когда батарея полностью заряжена; разъем, расположенный на внешней части электронной сигареты, чтобы электронную сигарету можно было электрически соединить с внешней аккумуляторной батареей для зарядки, не разбирая электронную сигарету; и механизм зарядки для зарядки батареи, использующий энергию от внешней аккумуляторной батареи, когда электронная сигарета электрически соединена с внешней аккумуляторной батареей. Механизм зарядки выполнен с возможностью определять выходное напряжение батареи и предотвращать перезарядку батареи, если выходное напряжение батареи выше заданного порогового уровня, причем упомянутый заданный пороговый уровень ниже максимального уровня выходного напряжения батареи.

Настоящий подход не ограничен определенными вариантами осуществления, изложенными в этом документе, а специалисты в области техники могут комбинировать, модифицировать, опускать или заменять признаки различных вариантов осуществления в соответствии с условиями любой заданной реализации.

Краткое описание чертежей

Теперь подробно на примере будут описаны различные варианты осуществления изобретения со ссылкой на следующие чертежи.

На фиг. 1 приведено схематическое представление (по частям) электронной сигареты в соответствии с некоторыми вариантами осуществления изобретения.

На фиг. 2 приведено схематическое представление (упрощенное) корпуса электронной сигареты, показанной на фиг. 1, в соответствии с некоторыми вариантами осуществления изобретения.

На фиг. 3 приведено схематическое представление картомайзера электронной сигареты, показанной на фиг. 1, в соответствии с некоторыми вариантами осуществления изобретения.

На фиг. 4 приведено схематическое представление некоторых деталей разъема на одном конце корпуса электронной сигареты, показанной на фиг. 1, в соответствии с некоторыми вариантами осуществления изобретения.

На фиг. 5 показан колпачок с разъемом на другом конце корпуса электронной сигареты, показанной на фиг. 1, в соответствии с некоторыми вариантами осуществления изобретения.

На фиг. 6 приведено схематическое представление основных функциональных компонент корпуса электронной сигареты, показанной на фиг. 1, в соответствии с некоторыми вариантами осуществления изобретения.

На фиг. 7 показан контейнер для вставки и размещения электронной сигареты в соответствии с некоторыми вариантами осуществления изобретения.

На фиг. 8 показаны основные компоненты, размещенные в корпусе контейнера, изображенного на фиг. 7, в соответствии с некоторыми вариантами осуществления изобретения.

На фиг. 9А и 9В показан (на изображении в разобранном виде) узел 700 подключения электронной сигареты контейнера, изображенного на фиг .7, в соответствии с некоторыми вариантами осуществления изобретения.

На фиг. 10 приведено схематическое представление компонентов обеспечения безопасности электронной сигареты, показанной на фиг. 1, в соответствии с некоторыми вариантами осуществления изобретения.

На фиг. 11 приведено схематическое представление компонентов обеспечения безопасности контейнера, показанного на фиг. 7, в соответствии с некоторыми вариантами осуществления изобретения.

Подробное описание изобретения

На фиг. 1 приведено схематическое представление электронной системы получения пара, такой как электронная сигарета 10, в соответствии с некоторыми вариантами осуществления изобретения (не в масштабе). Электронная сигарета имеет, в целом, цилиндрическую форму, проходящую вдоль продольной оси, обозначенной пунктирной линией LA, и содержит два основных компонента, а именно, корпус 20 и картомайзер 30. Картомайзер включает в себя внутреннюю камеру, содержащую резервуар с никотином, испаритель (например, нагреватель) и мундштук 35. Резервуар может представлять собой пенную основу или любую другую структуру для удерживания никотина до тех пор, пока не потребуется доставить его на испаритель. Картомайзер 30 также включает в себя нагреватель для испарения никотина и может дополнительно включать в себя фитиль или аналогичное приспособление для транспортировки небольшого количества никотина из резервуара к месту нагрева на нагревателе или рядом с ним.

Корпус 20 включает в себя аккумулятор или батарею для подачи питания на электронную сигарету 10 и печатную плату для осуществления общего управления электронной сигаретой. Когда нагреватель получает энергию от батареи под управлением печатной платы, нагреватель испаряет никотин, и этот пар, затем, через мундштук вдыхает пользователь.

Корпус 20 и картомайзер 30 можно отсоединить друг от друга, отделяя в направлении параллельном продольной оси LA, как показано на фиг. 1, но, когда устройство 10 используют, они соединены друг с другом посредством соединения, схематически обозначенного на фиг. 1 через 25А и 25В, чтобы обеспечить механическую и электрическую связность между корпусом 20 и картомайзером 30. Электрический разъем на корпусе 20, который используют для соединения с картомайзером, также служит в качестве гнезда для подключения зарядного устройства (не показано), когда корпус отсоединен от картомайзера 30. Другой конец зарядного устройства может быть вставлен в USB-разъем для зарядки аккумулятора в корпусе электронной сигареты. В других реализациях может иметься кабель для непосредственного соединения между электрическим разъемом на корпусе и USB-разъемом.

Электронная сигарета 10 содержит одно или несколько отверстий (не показаны на фиг. 1) для впуска воздуха. Эти отверстия соединяются с каналом для воздуха, проходящим через электронную сигарету 10 к мундштуку 35. Когда пользователь вдыхает через мундштук 35, воздух всасывается в этот воздушный канал через одно или несколько воздухозаборных отверстий, которые соответствующим образом расположены на внешней части электронной сигареты. Этот воздушный поток (или результирующее изменение давления) детектируется датчиком давления, который, в свою очередь, активирует нагреватель для испарения никотина из картриджа. Воздушный поток проходит через никотиновый пар и смешивается с ним, и эта смесь воздушного потока и никотинового пара, затем, выходит через мундштук 35 и вдыхается пользователем. Картомайзер 30 можно отсоединить от корпуса 20 и утилизировать, когда запас никотина будет израсходован (и заменить на другой картомайзер при необходимости).

Понятно, что электронная сигарета 10, показанная на фиг. 1, представлена в виде примера, и можно приспособить различные другие реализации. Например, в некоторых вариантах осуществления картомайзер 30 выполнен в виде двух раздельных компонент, а именно, картриджа, содержащего резервуар с никотином, с мундштуком (который можно заменить, когда никотин из резервуара будет израсходован), и испарителя, содержащего нагреватель (который обычно сохраняют). В других вариантах осуществления электронная сигарета 10, корпус 20 и картомайзер 30 могут быть перманентно соединены, так что представляют собой единый компонент. Некоторые цельные (однокомпонентные) электронные сигареты могут допускать пополнение резервуара с никотином, при его израсходовании, с использованием некоторого подходящего механизма пополнения; другие однокомпонентные электронные сигареты могут утилизироваться после израсходования резервуара с никотином. Отметим, что устройства этого последнего типа, в общем, поддерживают перезарядку, потому что батарея обычно исчерпывается намного быстрее, чем резервуар с никотином. Специалистам в области техники известно много дополнительных возможных конструкций и реализаций электронной сигареты.

На фиг. 2 приведено схематическое (упрощенное) представление корпуса 20 электронной сигареты, показанной на фиг. 1, в соответствии с некоторыми вариантами осуществления изобретения. Фиг. 2, в общем, можно считать поперечным сечением на плоскости через продольную ось LA электронной сигареты. Отметим, что различные компоненты и детали корпуса, напр., провода и более сложные формы, были опущены на фиг. 2 для ясности.

Как показано на фиг. 2, корпус 20 включает в себя батарею или аккумулятор 210 для питания электронной сигареты 10, а также микросхему, такую как специализированная интегральная схема (ASIC) или микроконтроллер, для управления электронной сигаретой 10. ASIC может быть расположена вдоль батареи 210 или на одном ее конце. ASIC присоединена к датчику 215 для обнаружения вдоха через мундштук 35 (или, как вариант, датчик 215 может быть выполнен на самой ASIC). В ответ на такое обнаружение ASIC подает энергию от батареи или аккумулятора 210 на нагреватель в картомайзере, чтобы испарить никотин в воздушном потоке, который вдыхает пользователь.

Корпус также включает в себя колпачок 225, предназначенный для закрытия и защиты дальнего конца электронной сигареты. В колпачке 225 или около него выполнено воздухозаборное отверстие, чтобы воздух мог попадать в корпус и проходить через датчик 215, когда пользователь осуществляет вдох через мундштук 35. Таким образом, этот воздушный поток позволяет датчику 215 детектировать вдох пользователя. Колпачок 225 также может содержать пару электрических контактов, которые позволяют заряжать электронную сигарету 10 с использованием этих электрических контактов (в дополнение или вместо зарядки через USB или как при использовании разъема 25В). Это более подробно объясняется ниже.

На противоположном от колпачка 225 конце корпуса 20 находится разъем 25В для соединения корпуса 20 с картомайзером 30. Разъем 25В обеспечивает механическую и электрическую связность между корпусом 20 и картомайзером 30. Разъем 25В включает в себя разъем 240 корпуса, который является металлическим (в некоторых вариантах осуществления посеребренным), чтобы выступать в качестве одного контакта для электрического соединения (положительного или отрицательного) с картомайзером 30. Разъем 25В также включает в себя электрический контакт 250, обеспечивающий второй контакт для электрического соединения с картомайзером 30, имеющий противоположную первому контакту, то есть разъему 240 корпуса, полярность. Электрический контакт 250 установлен на спиральной пружине 255. Когда корпус 20 присоединяют к картомайзеру 30, разъем 25А на картомайзере давит на электрический контакт 250 так, чтобы сжать спиральную пружину в осевом направлении, т.е. в направлении параллельном (сонаправленном) продольной оси LA. В виду упругости пружины 255 это сжатие смещает пружину 255, заставляя расширяться, которая плотно прижимает электрический контакт 250 к разъему 25А, тем самым, помогая гарантировать хорошую электрическую связность между корпусом 20 и картомайзером 30. Разъем 240 корпуса и электрический контакт 250 разделены посредством опоры 260, выполненной из непроводящего материала (например, пластика), чтобы обеспечить хорошую изоляцию между двумя электрическими контактами. Опора 260 имеет такую форму, чтобы способствовать взаимному механическому сцеплению разъемов 25А и 25В.

На фиг. 3 приведено схематическое представление картомайзера 30 электронной сигареты, показанной на фиг. 1, в соответствии с некоторыми вариантами осуществления изобретения. Фиг. 3, в общем, можно считать поперечным сечением на плоскости через продольную ось LA электронной сигареты. Отметим, что различные компоненты и детали корпуса, напр., провода и более сложные формы, были опущены на фиг. 3 для ясности.

Картомайзер 30 включает в себя воздушный канал 355, проходящий вдоль центральной (продольной) оси картомайзера 30 от мундштука 35 до разъема 25А, соединяющего картомайзер с корпусом 20. Резервуар 360 с никотином расположен вокруг воздушного канала 335. Этот резервуар 360 может быть реализован, например, в виде ваты или пены, пропитанной никотином. Картомайзер также включает в себя нагреватель 365 для нагрева никотина из резервуара 360 для получения никотинового пара, проходящего через воздушный канал 355 и из мундштука 35 в ответ на вдох пользователя через электронную сигарету 10. Питание нагревателя осуществляют через линии 366 и 367, которые, в свою очередь, соединены с противоположными полюсами (положительным и отрицательным или наоборот) батареи 210 через разъем 25А (подробности прохождения проводов между линиями 366 и 367 питания и разъемом 25А на фиг. 3 опущены).

Разъем 25А включает в себя внутренний электрод 375, который может быть посеребренным или выполненным из другого подходящего металла. Когда картомайзер 30 соединяют с корпусом 20, внутренний электрод 375 контактирует с электрическим контактом 250 корпуса 20, чтобы обеспечить первый электрический путь между картомайзером и корпусом. В частности, когда разъемы 25А и 25В сцеплены, внутренний электрод 375 давит на электрический контакт 250, сжимая спиральную пружину 255, тем самым, помогая гарантировать хороший электрический контакт между внутренним электродом 375 и электрическим контактом 250.

Внутренний электрод 375 окружен изолирующим кольцом 372, которое может быть выполнено из пластика, резины, силикона или любого другого подходящего материала. Изолирующее кольцо окружено разъемом 370 картомайзера, который может быть посеребренным или выполненным из другого подходящего металла или проводящего материала. Когда картомайзер 30 соединяют с корпусом 20, разъем 370 картомайзера контактирует с разъемом 240 корпуса 20, чтобы обеспечить второй электрический путь между картомайзером и корпусом. Другими словами, внутренний электрод 375 и картомайзер 370 выступают в качестве положительного и отрицательного контактов (или наоборот) для подачи соответствующим образом питания от батареи 210 в корпусе нагревателю 365 в картомайзере через линии 366 и 367 питания.

Разъем 370 картомайзера содержит два выступа или лапки 380А, 380В, которые выступают в противоположных направлениях от продольной оси электронной сигареты. Эти лапки используют для обеспечения байонетного соединения в сочетании с разъемом 240 корпуса для соединения картомайзера 30 с корпусом 20. Это байонетное соединение обеспечивает безопасное и надежное соединение между картомайзером 30 и корпусом 20, так что картомайзер и корпус удерживают в фиксированном положении друг относительно друга без колебаний или изгибов, а вероятность какого-либо случайного разъединения очень мала. В то же время байонетное соединение обеспечивает простое и быстрое соединение и разъединение путем вставки и поворота для соединения и поворота (в обратном направлении) с последующим извлечением для разъединения. Понятно, что в других вариантах осуществления может применяться другая форма соединения между корпусом 20 и картомайзером 30, например, защелка или винтовое соединение.

На фиг. 4 приведено схематическое представление некоторых деталей разъема 25В на конце корпуса 20 в соответствии с некоторыми вариантами осуществления изобретения (но для ясности опущена большая часть внутренней структуры разъема, показанной на фиг. 2, например, опора 260). В частности, на фиг. 4 показан внешний кожух 201 корпуса 20, который, в общем, имеет форму цилиндрической трубы. Этот внешний кожух 201 может, например, содержать внутреннюю трубку из металла с внешним покрытием из бумаги или подобного материала.

Разъем 240 корпуса выступает от этого внешнего кожуха 201 корпуса 20. Разъем корпуса, как показано на фиг. 4, содержит два основных участка, участок 241 ствола в виде полой цилиндрической трубки, размер которой соответствует внутреннему размеру внешнего кожуха 201 корпуса 20, и выступающий участок 242, который направлен в направлении радиально наружу от главной продольной оси (LA) электронной сигареты. Участок 241 ствола разъема 240 корпуса там, где участок ствола не перекрывается с внешним кожухом 201, окружает муфта или рукав 290, который также имеет форму цилиндрической трубки. Муфту 290 удерживают между выступающим участком 242 разъема 240 корпуса и внешним кожухом 201 корпуса, которые предотвращают перемещение муфты 290 в осевом направлении (т.е. параллельно оси LA). Тем не менее, муфта 290 может свободно поворачиваться вокруг участка 241 ствола (и, следовательно, также оси LA).

Как упоминалось выше, колпачок 225 имеет воздухозаборное отверстие, чтобы воздух мог проходить через датчик 215, когда пользователь осуществляет вдох через мундштук 35. Однако большая часть воздуха, поступающего в устройство, когда пользователь осуществляет вдох, проходит через муфту 290 и разъем 240 корпуса, как показано двумя стрелками на фиг. 4. (Муфта 290 и разъем 240 корпуса имеют отверстия, не показанные на фиг. 4. чтобы поддерживать такой воздушный поток).

На фиг. 5 показан колпачок или наконечник 225 корпуса 20 электронной сигареты 10 в соответствии с некоторыми вариантами осуществления изобретения. Колпачок 225 содержит разъем 900, содержащий два электрических контакта 900А, 900В. Электрический контакт 900В представляет собой круглый точечный контакт, расположенный в центре колпачка 225. Электрический контакт 900А представляет собой круглое кольцо, концентричное контакту 900А и расположенное по периметру или по ободу колпачка 225. Тем не менее, понятно, что можно применять электрические контакты любой формы. Электрические контакты 900А, 900В обычно выполняют из металла, и их соединяют с положительным и отрицательным электрическими контактами перезаряжающего контейнера электронной сигареты, чтобы подзарядить электронную сигарету (как более подробно описано ниже). Кончик электронной сигареты, в частности, разъем 900, во время транспортировки или перед использованием может быть покрыт удаляемой пользователем защитной наклейкой или чем-то подобным, чтобы защитить батарею 210 от случайной разрядки до первого использования потребителем. Это помогает гарантировать, что батарея будет доставлена потребителю в приемлемом состоянии, а также, что будут предотвращены повреждения, которые могли быть вызваны нагревом из-за непредвиденной утечки тока.

На фиг. 6 приведено схематическое представление основных функциональных компонент корпуса 20 электронной сигареты 10, показанной на фиг. 1, в соответствии с некоторыми вариантами осуществления изобретения. Эти компоненты могут быть установлены на печатной плате, расположенной внутри корпуса 20, хотя, в зависимости от определенной конфигурации, в некоторых вариантах осуществления один или несколько компонентов, наоборот, могут быть расположены в корпусе, чтобы функционировать вместе с печатной платой, но при этом физически не быть расположенными на печатной плате.

Корпус 20 включает в себя модуль 215 датчика, расположенный на воздушном пути, проходящим через корпус 20 от впуска воздуха до выпуска воздуха (к испарителю), или рядом с ним. Модуль 215 датчика включает в себя датчик 562 перепада давления и датчик 563 температуры (также расположенный на воздушном пути или рядом с ним). Корпус также включает в себя небольшой динамик 558 и электрический разъем или коннектор 25В для соединения с картомайзером 30 или с зарядным USB-устройством. (Корпус также может быть оснащен разъемом 900 на кончике, таким, как обсуждавшийся выше применительно к фиг. 5).

Микроконтроллер (напр., ASIC) 555 включает в себя ЦП 550. Действиями ЦП 550 и других электронных компонент, таких как датчик 562 давления, в общем, по меньшей мере частично управляют с помощью программ, выполняемых на ЦП (или другом компоненте). Такие программы могут храниться в энергонезависимой памяти, такой как ROM, которая может быть интегрирована в сам микроконтроллер 555 или выполнена в виде отдельного компонента. При необходимости ЦП может осуществлять доступ к ROM для загрузки отдельных программ. Микроконтроллер 555 также содержит соответствующий интерфейс связи (и управляющее программное обеспечение) для соответствующей связи с другими устройствами в корпусе 10, такими как датчик 562 давления.

ЦП управляет динамиком 558 для осуществления вывода звука, чтобы отражать условия или состояния электронной сигареты, например, предупреждение о низком заряде батареи. Различные сигналы для сообщения о различных состояниях или условиях могут быть осуществлены путем использования звуков или гудков различного тона и/или продолжительности и/или с использованием нескольких таких гудков или звуков. Электронная сигарета также может быть оснащена светодиодным индикатором (вместо динамика 558 или вместе с ним) для предоставления визуального вывода пользователю, например, предупреждения о низком заряде батареи.

Как отмечалось выше, электронная сигарета 10 обеспечивает воздушный поток от впуска воздуха сквозь электронную сигарету через датчик 562 перепада давления и нагреватель (в испарителе или картомайзере 30) к мундштуку 35. Таким образом, когда пользователь осуществляет вдох через мундштук электронной сигареты, ЦП 550 детектирует такой вдох на основе информации от датчика перепада давления. В ответ на это детектирование ЦП подает питание от батареи или аккумулятора 210 на нагреватель, который, таким образом, нагревает и испаряет никотин с фитиля для того, чтобы пользователь мог вздохнуть его. Уровень энергии, подаваемой на нагреватель, может контролироваться, исходя из информации от датчика давления и/или датчика 563 температуры, например, для того, чтобы помогать регулировать доставку никотина пользователю в соответствии с текущей окружающей температурой и давлением.

На фиг. 7 показан контейнер 100 для вставки и размещения электронной сигареты в соответствии с некоторыми вариантами осуществления изобретения. Контейнер содержит корпус 120, который оснащен шарнирно прикрепленной крышкой 140, которая может открываться и закрываться. Корпус 120 содержит внешний чехол или кожух 125, в который вставлен вкладыш 130. Более конкретно, внешний кожух 125 имеет сверху отверстие, т.е. на конце, на котором расположена крышка, в которое вставлен вкладыш 130 и, в общем, закрывает это отверстие. Сам вкладыш имеет два отверстия, которые проходят в корпус 120 контейнера 100. Первое отверстие 132 представляет собой по существу круглое отверстие (с точки зрения формы поперечного сечения). Первое отверстие 132 окружено кольцевым светящимся элементом 133. Второе отверстие 131 во вкладыше представляет собой пару соединенных отверстий (только одно из которых хорошо видно на фиг. 7). Отверстия 131 и 132 (и более конкретно, каждое из пары отверстий, образованных отверстием 131) могут использоваться для того, чтобы в них вставлять объект соответствующей формы, такой как электронная сигарета, пустой или использованный картридж и т.д.). Размеры контейнера 100, в общем, делают такими, чтобы электронная сигарета, размещенная в отверстиях 132 и 131, слегка выступала из этого отверстия. Это позволяет пользователю быстро разглядеть содержимое контейнера 100 (чему способствует выполнение крышки 140 прозрачной), а также упрощает вытаскивание пользователем электронной сигареты, расположенной в одном из этих отверстий.

Контейнер 100 также оснащен группой светодиодов 128. Они показаны на фиг. 7 на виде по частям отдельно от кожуха, но в собранном контейнере они интегрированы в корпус 120, так что расположены на одном уровне с внешним кожухом 125. Эти светодиоды 128 можно использовать для того, чтобы показывать состояние зарядки контейнера 100, например, является ли он полностью заряженным, частично заряженным или полностью разряженным. Светодиоды 128 также можно использовать для того, чтобы показать, заряжается ли в данный момент контейнер 100 или нет. Такая зарядка может выполняться посредством (мини или микро) USB подключения с использованием (мини или микро) USB-разъема, расположенного на нижней стороне контейнера 100 (не видимой на фиг. 7).

На фиг. 8 показаны основные компоненты, расположенные внутри корпуса 120 контейнера 100, более конкретно, в кожухе 125, в соответствии с некоторыми вариантами осуществления изобретения (некоторые второстепенные компоненты, такие как внутренняя проводка, опущены для ясности). Корпус включает в себя батарейный блок 50, содержащий батарею 151, печатную плату (ПП) 154 и переключатель 152. Видно, что корпус 120 включает в себя шарнир или ось 134, обеспечивающую ось вращения, вокруг которой может открываться и закрываться крышка 140. Батарейный блок 150, включающий в себя переключатель 152, расположен по существу ниже шарнира 134. Переключатель 152 активируют при открытии и закрытии крышки 140, и эта активация переключателя, в свою очередь, может включить светодиоды и т.д.

Как показано на фиг. 8, вкладыш 130 проходит по существу к низу внешнего кожуха 125. Вкладыш ограничивает по существу цилиндрическую трубку 132А, проходящую вниз от отверстия 132 (см. фиг. 7), в которую можно вставить и в котором удержать электронную сигарету. Вкладыш также включает в себя две дополнительные по существу цилиндрические трубки 131А, 131В, которые перекрываются друг с другом, проходя вниз от отверстия 131 (см. фиг. 7), имея сечение в виде восьмерки. Отметим, что низ трубок 131А и 131В может быть закрыт самим вкладышем 130 или может быть открыт, но упираться в дно внешнего кожуха 125, что также дает эффект замыкания дна трубок 131А и 131В для удерживания электронной сигареты (или другого элемента, такого как пустой картридж). Конфигурация дна трубки 132А более подробно описана ниже.

Отметим, что батарея 151 является сравнительно большой, например, сравнимой по размеру с отверстием 132 и соответствующей трубкой 132А для приема электронной сигареты. Следовательно, батарея 151 контейнера 100 обычно обладает значительно большей электрической емкостью, чем батарея, выполненная в электронной сигарете, которая может поместиться в контейнере. Это позволяет перезаряжать батарею в электронной сигарете обычно несколько раз, используя батарейный блок 150 контейнера 100, без необходимости какого-либо дополнительного внешнего источника питания (например, подключения к розетке). Это может быть очень удобно для пользователя, который может быть в таком месте или ситуации, когда нет возможности быстро подключиться к розетке.

Чтобы поддерживать такую перезарядку электронной сигареты, хранящейся в контейнере 100, участок дна трубки 132А расположен в узле 700 подключения электронной сигареты. Узел 700 подключения электронной сигареты позволяет выполнить электрическое соединение между контейнером 100 и электрическими контактами 900А, 900В на колпачке 225 электронной сигареты, когда электронную сигарету вставляют в трубку 132А, тем самым, позволяя заряжать батарею электронной сигареты с использованием батареи 151 контейнера. Это более подробно объясняется ниже.

Вкладыш содержит печатные платы (ПП) 135 и 160. ПП 160 обеспечивает основную управляющую функциональность контейнера, и она прикреплена к трубкам 131А, 131В винтами 136А, 136В, тем самым, удерживая ПП в соответствующем положении относительно трубок 131А, 131В. Разъем 164 мини-USB (или микро-USB) выполнен снизу ПП 160, и он доступен через соответствующее отверстие в дне кожуха 125 корпуса 120 контейнера. Этот USB-разъем можно использовать для подключения внешнего источника питания к контейнеру 100 для перезарядки батареи 151 (а также любой электронной сигареты, расположенной в трубке 132А). USB-разъем при необходимости также можно использовать для связи с электронными компонентами контейнера и/или электронной сигареты, например, чтобы обновить программное обеспечение на ПП 160 и/или загрузить данные об использовании из электронной сигареты, и т.д. ПП 160 также оснащена набором физических и механических соединителей 161 для удержания и работы светодиодов 128. В частности, ПП 160 управляет светодиодным элементом 128, чтобы обеспечить пользователю индикацию о текущем состоянии зарядки контейнера 100, а также о любой другой подходящей информации.

ПП 135 расположена снаружи перезаряжающей трубки 132А, сравнительно близко от верха, т.е. ближе к отверстию 132 для вставки электронной сигареты для зарядки. ПП 135 содержит по меньшей мере один светодиод (LED), который используют для подсветки кольцевого светящегося элемента 133. ПП 135, светодиод и кольцевой светящийся элемент 133 используют для того, чтобы обеспечить пользователю индикацию о текущем состоянии зарядки электронной сигареты, расположенной в трубке 132А контейнера 100, а также любой другой подходящей информации.

На фиг. 9А и 9В более подробно показан (на изображении в разобранном виде) узел 700 подключения электронной сигареты в соответствии с некоторыми вариантами осуществления изобретения. Узел 700 подключения электронной сигареты содержит основание 702, расположенное на основании контейнера 100, и разъем 703, который содержит два электрических контакта 704А, 704В для создания электрического соединения с электрическими контактами 900А, 900В на колпачке 225 электронной сигареты 10, когда электронную сигарету 10 вставляют в трубку 132А. В частности, внешний электрический контакт 704А создает электрическое соединение с электрическим контактом 900А на электронной сигарете 10, а внутренний электрический контакт 704В создает электрическое соединение с электрическим контактом 900В на электронной сигарете 10. Электрические контакты 704А, 704В соединены с ПП 160 проводами 708А, 708В, и под управлением ПП 160 они выступают в качестве положительного и отрицательного электродов для зарядки электронной сигареты 10, используя энергию, подаваемую от батареи 151. Электрические контакты 704А, 704В установлены на пружине на основании 702, чтобы гарантировать хорошее электрическое соединение с электрическими контактами 900А, 900В на колпачке 225 электронной сигареты. Электрические проводники, соединяющие электрические контакты 704А, 704В и провода 708А, 708В, могут проходить вдоль поверхности основания 702 или, например, могут проходить через отверстие в основании 702.

Узел 700 подключения электронной сигареты также содержит цилиндрическую трубку 706, которая прикреплена к основанию 702. Участок цилиндрической трубки 706 выполнен с возможностью принимать концевой участок трубки 132А. Внутренний диаметр участка цилиндрической трубки 706, который принимает концевой участок трубки 132А, задан таким, чтобы внешняя поверхность концевого участка трубки 132А трением сцепляется с внутренней поверхностью цилиндрической трубки 706. Внутренняя поверхность цилиндрической трубки 706 также содержит ребро 714, которое упирается в конец трубки 132А и гарантирует, что только концевой участок трубки 132А, имеющий заданную длину, может войти в цилиндрическую трубку 706. Цилиндрическая трубка 706 также содержит канавку 710 на внешней поверхности, которая сцепляется с ребром 712 на ПП 160.

Когда вставка 130 и узел 700 подключения электронной сигареты вставлены во внешний кожух 125, основание 702 упирается в дно внутренней поверхности внешнего кожуха 125. Вставка 130 и узел 700 подключения электронной сигареты удерживают на месте во внешнем кожухе 125 (а также друг относительно друга).

Понятно, что конфигурация и устройство контейнера и вставки, показанные на фиг. 7, 8 и 9, приведены в качестве примера, и специалистам в области техники известно много потенциальных вариантов - напр., число, положение, размер и/или форма отверстий 131, 132 могут меняться от одного варианта осуществления к другому, также как и соответствующие трубки 131А, 131В, 132А. Аналогично, детали позиционирования, формы и размера батарейного блока 150, ПП 160 и других компонент, в общем, меняются от одного варианта осуществления до другого в зависимости от конкретных обстоятельств и требований для любой данной реализации. Также отметим, что форма и расположение электрических контактов 704А, 704В будут адаптированы в соответствии с различными конфигурациями формы и расположения электрических контактов 900А, 900В на электронной сигарете 10.

Конфигурация и устройство контейнера и вставки, как описано выше, в общем, обеспечивают простоту использования и удобство для пользователя. Таким образом, электронную сигарету 10 можно быстро вставить в контейнер 100 для хранения, когда ее не используют. Более того, пока электронная сигарета 10 хранится в контейнере 100, она может заряжаться, при этом не требуется отсоединять электронную сигарету. Другими словами, при зарядке может использоваться разъем 900, а не разъем 25В, следовательно, нет необходимости отделять или отсоединять корпус 20 от картомайзера 30. Следовательно, электронная сигарета доступна для немедленного использования, когда захочешь, напр., без необходимости сначала отсоединить разъем 25В от комплементарного USB-разъема зарядки, а затем заново соединять разъем 25В на корпусе 20 с разъемом 25А на картомайзере.

Тем не менее, было установлено, что имеется несколько потенциальных недостатков, возникающих от простоты использования и удобства. Во-первых, хотя вставить электронную сигарету 10 в трубку 132А для подзарядки очень быстро, также может иметь место риск того, что в трубку 132А либо случайно, либо преднамеренно будет вставлен некоторый другой (посторонний) объект. Отметим, что соединение между разъемом 900 электронной сигареты и разъемом 703 контейнера снизу трубки 132А зависит только от силы тяжести, возможно усиленной направленным вниз давлением на электронную сигарету крышки 140 контейнера, когда она закрыта (вместо привлечения для этого некоторых других манипуляций, производимых пользователем, например, требуемых байонетным соединением между корпусом 20 и картомайзером 30 для соединения разъемов 25А и 25В друг с другом, или вращения для винтового соединения, или необходимого усилия вставки для USB-разъема). Соответственно, посторонний объект, расположенный в трубке 132А, может образовывать электрическое соединение с разъемом 703 снизу контейнера 100. В зависимости от сущности и материала постороннего объекта, он может вызвать, например, короткое замыкание в разъеме 703. Потенциально это может привести к перегреву постороннего объекта, включая возможный риск возгорания, а также слишком быстрому истощению аккумулятора 151.

Во-вторых, так как контейнер 100 выступает и в качестве контейнера для хранения и переноски электронной сигареты, когда ее не используют, и в качестве системы зарядки, то электронная сигарета будет часто соединяться с системой зарядки - в сущности, после каждого использования пользователем. В отличие от этого, со специальным зарядным USB-устройством, которое не обеспечивает удобного хранения электронной сигареты, пользователь обычно перезаряжает контейнер, только когда батарея села или по меньшей мере существенно истощена. Тем не менее, обычные литий-ионные батареи, в общем, имеют ограниченный срок использования с точки зрения числа циклов перезарядки, после которых они начинают деградировать, и снижается их емкость. Хотя это число циклов перезарядки может быть большим, обычно от 300 до 600, такое ограничение может быть достигнуто в течение нескольких месяцев, если батарею заряжать каждый день.

На фиг. 10 и 11 схематично показаны некоторые компоненты электронной сигареты 10 и контейнера 100 соответственно, в соответствии с некоторыми вариантами осуществления изобретения. Эти компоненты помогают повысить безопасность и надежность различных механизмов зарядки, выполненных для электронной сигареты 10 и контейнера 100, в том числе касающихся двух указанных выше проблем.

На фиг. 10 схематически показаны некоторые электронные компоненты электронной сигареты 10. В дополнение к разъему 900, батарее 210 и разъему 25В, которые уже обсуждались в отношении фиг. 5 и 6, на фиг. 10 также показана печатная плата (ПП) зарядки 1002, датчик 1006 температуры и ПП 1000 защиты от сверхтоков. Отметим, что для ясности не все электронные компоненты электронной сигареты 10 показаны на фиг. 10 – напр., некоторые компоненты, уже показанные на фиг. 6, были опущены.

ПП 1000 защиты от сверхтоков отслеживает ток, протекающий через разъем 25В во время работы электронной сигареты 10. Напомним, что во время использования электронной сигареты 10 ЦП 550 детектирует, что пользователь втягивает воздух через электронную сигарету, используя информацию от модуля 215 датчика, и заставляет ток течь к нагревателю 365 в картомайзере 30 через разъем 25В. Если, например, возникло короткое замыкание на нагревателе, то произойдет резкое увеличение тока, протекающего через нагреватель 365 и разъем 25В. Короткое замыкание может произойти по таким причинам, как повреждение электрической цепи в нагревателе, вмешательство в схему нагревателя, контакт избыточной влажности с нагревателем и т.д. Короткое замыкание в нагревателе может привести к повреждению устройства электронной сигареты или, хуже, к травме пользователя.

Соответственно, ПП 1000 защиты от сверхтоков при обнаружении тока, протекающего через разъем 25В, считающегося слишком высоким (то есть, выше определенного предварительно заданного порога), отключает подачу тока от батареи 210 на разъем 25В. Это снижает вероятность повреждения электронной сигареты 10 и травмирования пользователя из-за короткого замыкания.

Предварительно заданный порог устанавливают так, чтобы отсекать опасно высокие токи, свидетельствующие о коротком замыкании, а нормальные, неопасные изменения тока не отсекают (тем самым, предотвращая ненужное неудобство для пользователя). Например, порог для подачи тока от батареи 210 на нагреватель 365 можно установить где-то в диапазоне от 40 до 250 мА или, более точно, в диапазоне от 60 до 120 мА, так что любой ток, превосходящий эту пороговую величину, приводит к размыканию цепи.

ПП 1000 также может выполнять отключение, если напряжение батареи 210 слишком низкое, например, ниже 3,1 или 3,2 В. В общем случае, это означает, что заряд батареи низкий, и это потенциально может препятствовать корректной (или удовлетворительной) работе катушки нагревателя.

ПП 1000 защиты от сверхтоков также может отслеживать ток, протекающий через разъем 25В, и/или напряжение на разъеме 25В во время зарядки электронной сигареты 10 через USB-разъем 25В. Например, ожидается, что зарядное USB-устройство будет подавать на USB-разъем 25В напряжение 5 В, так что для примера перенапряжение отсечки может быть задано равным 6 В. Поэтому, ПП 1000 защиты от перенапряжения обеспечивает защиту электронной сигареты 10 и во время зарядки (от избыточного напряжения зарядки), а также во время нормальной работы (от избыточного потребления тока).

ПП 1002 зарядки выступает в качестве контроллера для отслеживания и управления потоком энергии от контейнера 100 к батарее 210 электронной сигареты 10 во время зарядки. Например, ПП зарядки может отсекать поток энергии от контейнера 100 к батарее 210, если напряжение и/или ток, получаемый через разъем 900 является слишком высоким – напр., превосходит заданный порог для напряжения или тока. Пороговые значения можно задать так, чтобы допускать полный диапазон нормальных рабочих условий, но срабатывать (отсекать) до уровня, когда можно повредить электронную сигарету 10.

ПП 1002 зарядки соединена с датчиком 1006 температуры. Датчик 1006 температуры находится в тепловом контакте с батареей 210, чтобы реагировать на температуру батареи 210. (Этот датчик 1006 температуры обычно представляет собой дополнительное устройство к датчику 563 температуры, показанному на фиг. 6, так как первый расположен так, чтобы измерять температуру батареи 210, в то время как последний расположен так, чтобы измерять температуру воздушного потока в электронной сигарете).

Когда батарею 210 перезаряжают с использованием разъема 900 (то есть, когда электронная сигарета вставлена в трубку 132А контейнера 100, так что разъем 900 создает электрический контакт с разъемом 703 контейнера), то батарея обычно нагревается. Тем не менее, если батарея становится слишком горячей (возможно из-за неисправности в батарее или из-за того, что температура окружающей среды очень высокая), то это может повредить электронную сигарету 10, контейнер 100 или, что еще хуже, травмировать пользователя. Также, если батарея 210 очень холодная (возможно из-за того, что температура окружающей среды очень низкая), то попытка зарядить батарею 210 может привести к ее повреждению. Таким образом, ПП 1002 зарядки отслеживает температуру батареи 210, используя информацию, выдаваемую датчиком 1006 температуры. Если температура становится слишком высокой (то есть, выше заданного верхнего порога) или слишком низкой (то есть, ниже заданного нижнего порога), то ПП 1002 зарядки отсекает подачу тока к батарее 210 от разъема 900. Это снижает вероятность повреждения электронной сигареты 10 или контейнера 100 или травмирования пользователя из-за перегрева батареи 210, а также снижает вероятность повреждения батареи 210 при ее зарядке, когда она слишком холодная.

Заданный верхний порог температуры устанавливают так, что высокие температуры, означающие потенциальный перегрев батареи, приводят к отсечению тока к батарее 210, в то время как меньшие увеличения температуры батареи не приводят к отсечению тока к батарее 210. Аналогично, заданный нижний порог температуры устанавливают так, что низкие температуры, которые могут повредить батарею 210, приводят к отсечению тока к батарее 210, в то время как меньшие снижения температуры батареи не приводят к отсечению тока к батарее 210. Примеры верхнего и нижнего порогов температуры следующие: примерно 60°C и около 0°C, или около 45°C и примерно 10°C, соответственно.

ПП 1002 зарядки также гарантирует, что ток подают только на батарею 210 в течение заданного периода времени до того, как ток будет отключен. Это гарантирует, что батарея 210 не будет подвергаться перезарядке, при которой батарею 210 продолжают заряжать, хотя она уже достигла полной емкости (что может повредить батарею 210). Заданный период времени устанавливают так, чтобы батарея могла зарядиться до полного объема (максимизируя продолжительность времени, когда пользователь может использовать электронную сигарету, не заряжая ее), но при этом предотвращая перезарядку батареи 210. Например, заданный период времени может быть установлен в районе от 1 до 4 часов, например, от 1 до 2 часов.

Поэтому, в итоге ПП 1000 защиты от сверхтоков и ПП 1002 зарядки обеспечивают защиту на основе параметров или величин, приведенных ниже.

*время – имеется пороговое значение для максимальной продолжительности зарядки.

*температура – имеются верхнее и нижнее пороговые значения для максимальной и минимальной температуры батареи соответственно. Эти пороговые значения, в частности, применяют, когда заряжают батарею 210, но также они могут применяться во время нормальной работы устройства – т.е. когда пользователь осуществляет вдох через электронную сигарету 10, чтобы активировать нагреватель 365 и выработать пар.

*напряжение – имеется пороговое значение для максимального напряжения, подаваемого во время зарядки.

*ток – имеется пороговое значение для максимального тока, протекающего во время зарядки, и/или максимального тока, протекающего от корпуса 20 к картомайзеру 30 во время нормальной работы электронной сигареты.

В случае, когда нарушен какой-либо из вышеприведенных порогов, зарядка (или работа устройства в зависимости от ситуации) может быть прервана путем выполнения соответствующего отсечения. Понятно, что защита для каждого из вышеприведенных четырех параметров или величин, в общем, может быть реализована при необходимости в ПП 1000 защиты от сверхтоков и/или в ПП 1002 зарядки, где первая относится к зарядке или нормальной работе через разъем 25В, в то время как последняя относится к зарядке через разъем 900.

Отметим, что имеется некоторое перекрытие или избыточность между различными величинами защиты. Например, отсечение подачи тока на батарею 210 после истечения заданного периода времени, в общем, будет способствовать снижению вероятности того, что батарея 210 станет слишком горячей во время зарядки. Тем не менее, это перекрытие дает большую защиту, так как если по какой-либо причине функция мониторинга температуры не сработает корректно, то, так как ток подают на батарею 210 только в течение заданного периода времени (а не постоянно), то это все еще может предотвратить перегрев батареи.

ПП 1002 зарядки также может действовать для сохранения срока эксплуатации батареи 210. Таким образом, когда электронную сигарету 10 помещают в контейнер, ПП 1002 зарядки может детектировать текущее напряжение батареи 210, и если оно превосходит заданный порог, то батарею не заряжают. Другими словами, в таких обстоятельствах ПП 1002 зарядки предотвращает получение батареей 210 внешнего питания от контейнера 100 (как в ситуации, когда ПП 1002 принимает от датчика 1006 температуры отсчет, не отвечающий техническим условиям).

Если предположить, что максимальное напряжение батареи составляет 4,2 В при полном заряде, что типично для литий-ионных батарей, то заданный порог может быть в диапазоне от 4,0 до 4,1 В, например, 4,05 В. При таком уровне заряда батарея 210 будет представлена пользователю как полностью заряженная. Более того, зарядка до 4,2 В не даст потребителю какого-либо значительного увеличения при использовании, но может со временем ослабить состояние батареи. Таким образом, дополнительная зарядка (если не использовать пороговые значения) приведет к увеличению скорости старения батареи 210, особенно из-за того, что неоднократная зарядка при напряжении близком к максимальному уровню напряжения батареи обычно бывает наиболее пагубной для срока службы батареи.

Понятно, что существуют различные пути установки заданного порогового значения зарядки. Например, заданное пороговое значение зарядки может быть определено как абсолютное напряжение, или оно может быть определено относительно максимального напряжения батареи 210. Один из вариантов заключается в том, чтобы определить заданное пороговое значение как определенную долю от максимального напряжения, напр., заданный порог может находиться в диапазоне 90-98%, 92-96% или примерно 95% от (номинального) максимального напряжения. Таким образом, если предварительно заданный порог равен 95%, а максимальное напряжение составляет 4,2 В, то зарядка не выполняется, если напряжение батареи 210 превосходит 3,99 В. Другая возможность заключается в том, что заданный порог можно определить как смещение (вниз) от максимального напряжения, напр., заданный порог может составлять смещение в диапазоне 0,1-0,25 В или 0,15-0,2 В. Таким образом, если предварительно заданный порог, например, равен 0,15 В ниже (номинального) максимального напряжения, равного 4,2 В, то зарядка не выполняется, если напряжение батареи 210 превосходит 4,05 В.

Такая функциональность защиты срока эксплуатации батареи может быть реализована в другом месте, отличном от ПП 1002 зарядки, в зависимости от требований данной реализации. Например, функциональность может быть включена в микроконтроллер 555 электронной сигареты 10. Еще одна возможность заключается в том, что эту функциональность встраивают в контейнер 100 (вместо или, возможно, в дополнение к реализации этой функциональности в самой электронной сигарете). Более подробно это объясняется ниже.

В общем, различная функциональность, показанная на фиг. 10, может быть реализована с использованием различных компонент. Например, ПП 1002 зарядки может быть реализована в виде отдельного компонента, такого как ПП BQ24040 от Texas Instruments (это может помочь поддерживать использование стандартных компонентов. Как вариант, либо одна, либо обе печатные платы 1002, 1000 могут быть интегрированы как часть микроконтроллера 555 (см. фиг. 6). Еще одна возможность заключается в том, что ПП 1002, 1000 зарядки и защиты от сверхтоков интегрированы вместе в одном устройстве, которое не является частью микроконтроллера 555.

Как было описано выше, электронная сигарета имеет два контакта, которые можно использовать для зарядки, а именно, разъем 900 (для зарядки через контейнер 100), а также разъем 25В, который можно использовать для зарядки через (микро) USB-разъем, когда электронная сигарета находится в разобранном состоянии (корпус 20 и картомайзер 30 отделены друг от друга). Разъем 25В также можно использовать для подачи питания от корпуса на картомайзер, когда электронная сигарета находится в собранном состоянии. ПП 1002 зарядки обеспечивает защиту и управление в отношении зарядки электронной сигареты через разъем 900. ПП 1000 защиты от сверхтоков обеспечивает защиту и управление в отношении подачи питания от корпуса на картомайзер.

ПП 1000 защиты от сверхтоков также может обеспечивать защиту и управление в отношении зарядки электронной сигареты от внешнего источника питания через разъем 25В аналогично защите, обеспечиваемой ПП 1002 зарядки, при зарядке через разъем 900. Например, эта защита и управление может включать в себя отслеживание тока и/или напряжения, подаваемого от разъема 25В, и отсечение подачи питания на батарею, если ток или напряжение выходит за соответствующий предел. Более того, ПП защиты от сверхтоков может отсекать питание, если продолжительность (времени) зарядки превосходит некоторый пороговый уровень, или если температура электронной сигареты слишком высока или низка. Отметим, что ПП 1000 защиты от сверхтоков может иметь доступ к датчику 1006 температуры для определения температуры, либо она может быть оснащена своим собственным дополнительным датчиком температуры (не показан на фиг. 10).

На фиг. 11 схематически показаны некоторые электронные компоненты перезаряжающего контейнера 100 в соответствии с некоторыми вариантами осуществления изобретения. В дополнение к разъему 164, батарее 151 и разъему 703, уже обсуждавшимся в отношении фиг. 8 и 9, на фиг. 11 также показан модуль 1100 отсечения сверхтоков, модуль 1102 отсечения перенапряжения, управляющий концентратор (MCU) 1104, регулирующая ПП 1106, датчик 1108 температуры и модуль 1110 цепи защиты (PCM). Аналогично фиг. 10 некоторые компоненты контейнера 100 были опущены на фиг. 11 для ясности.

Контейнер 100 поддерживает три основных действия по зарядке (режима). (1) Когда разъем 164 электрически подключен к источнику питания (такому как зарядное USB-устройство), энергия поступает от источника питания через разъем 164 на батарею 151. Это позволяет заряжать батарею 151. (2) Когда разъем 164 электрически подключен к источнику питания (такому как зарядное USB-устройство), энергия поступает также от источника питания через разъемы 164 и 703 на электронную сигарету 10 (если она имеется). Это позволяет заряжать батарею 210 электронной сигареты 10 (одновременно с батареей 151 контейнера). (3) Когда разъем 900 электронной сигареты электрически соединен с разъемом 703, но к разъему 164 контейнера не подключен внешний источник питания, то энергия поступает от батареи 151 на электронную сигарету 10 через разъем 703. Это позволяет заряжать батарею 210 электронной сигареты 10. В общем, управление этими потоками энергии осуществляют посредством одного или нескольких из следующих компонентов: модуль 1100 отсечения сверхтоков, модуль 1102 отсечения перенапряжения, регулирующая ПП 1106, PCM 1110 и MCU 1104. Ниже будет более подробно описано управление зарядкой батареи и потоками энергии зарядки электронной сигареты.

Регулирующая ПП 1106 представляет собой главный контроллер энергии зарядки батареи 151 с той точки зрения, что она регулирует ток и напряжение, подаваемые на батарею 151 во время зарядки. В некоторых вариантах осуществления регулирующая ПП 1106 реализована с использованием устройства MicrOne ME4057; однако в других реализациях могут применять другие устройства (или могут интегрировать функциональность регулирующей ПП 1106 в другие компоненты).

Ток и напряжение регулируют с помощью ПП 1106 так, что они остаются по существу постоянными, равными заданным значениям, которые выбирают так, чтобы обеспечить эффективную, оперативную и безопасную зарядку батареи 151 и способствовать увеличению или по меньшей мере сохранению длительного срока эксплуатации батареи (под длительным сроком эксплуатации подразумевается общее число раз, когда можно заряжать и перезаряжать батарею до того, как она совсем потеряет свою емкость).

Если батарея 151 является литий-ионной (Li-ion) батареей, то заданные значения тока и напряжения во время зарядки могут составлять около 400-500 мА и около 4,2 В соответственно. Заданные значения также могут изменяться в течение зарядки одной батареи. Например, при начале зарядки батареи 151 заданное значение тока может быть ниже. Затем, позднее, когда батарея накопила определенное количество заряда, заданное значение тока может быть повышено примерно до 400-500 мА, как было сказано выше. Это предотвращает подачу на батарею 151 сравнительно большого тока, когда она полностью разряжена (или близка к полной разрядке), что в противном случае может повредить батарею и сократить срок ее эксплуатации. Другие реализации могут иметь другие значения подаваемого максимального тока или напряжения, например, где-то в районе 250-600 мА и где-то около 3-6 В.

Регулирующая ПП 1106 также соединена с датчиком 1108 температуры. Датчик 1108 температуры находится в тепловом контакте с батареей 151, чтобы реагировать на температуру батареи 151. Когда батарею 151 заряжают с использованием питания, подаваемого через разъем 164, батарея обычно нагревается. Тем не менее, если батарея становится слишком горячей (возможно из-за неисправности в батарее или из-за того, что температура окружающей среды очень высокая), то это может повредить батарею 151, контейнер 100 или, что еще хуже, травмировать пользователя. Также, если батарея 151 очень холодная (возможно из-за того, что температура окружающей среды очень низкая), то попытка зарядить батарею 151 также может привести к повреждению батареи 151. Таким образом, регулирующая ПП 1106 отслеживает температуру батареи 151, используя информацию, предоставляемую датчиком 1108 температуры. Если температура становится слишком высокой (то есть, выше некоторого заданного верхнего порога) или слишком низкой (то есть, ниже заданного нижнего порога), то регулирующая ПП 1106 отсекает подачу тока к батарее 210. Это снижает вероятность повреждения батареи 151 или контейнера 100 и травмирования пользователя из-за перегрева батареи 151, а также снижает вероятность повреждения батареи 151 при ее зарядке, когда она слишком холодная.

Заданный верхний порог температуры устанавливают так, что высокие температуры, означающие перегрев батареи, приводят к отсечению тока, подаваемого к батарее 151, в то время как нормальные (обычные) увеличения температуры батареи, которые не создают риск повреждения, не приводят к отсечению тока, подаваемого к батарее 151. Аналогично, заданный нижний порог температуры устанавливают так, что для низких температур, которые могут привести к повреждению батареи 151, ток, подаваемый к батарее 151, отсекают. Тем не менее, падения температуры батареи, которые остаются в заданных нормальных рабочих пределах, не приводят к отсечению тока, подаваемого к батарее 151. Примеры верхнего и нижнего порогов температуры следующие: примерно около 45°C и примерно -5°C, соответственно. Тем не менее, для некоторых батарей верхний порог температуры может быть поднят примерно до 60°C, а нижний порог температуры может быть снижен до примерно -20°C. Обычно верхний порог лежит в диапазоне от 45 до 60°C, в то время как нижний порог лежит в диапазоне от 0 до -20°C.

В некоторых реализациях контейнер 100 может быть оснащен датчиком температуры, который измеряет окружающую температуру в контейнере (обычно возле расположения заряжающейся электронной сигареты внутри контейнера). Опять, этот датчик может приводить к отсечению питания, если оказалось, что температура поднялась выше определенного порога, например, 50°C. Отметим, что такой датчик температуры может быть выполнен в дополнение или вместо датчика 1108 температуры, как показано на фиг. 11 (который должен измерять в основном температуру батареи 151).

Регулирующая ПП 1106 также может выполнять проверку напряжения на вышеупомянутой электронной сигарете 10. В частности, регулирующая ПП 1106 может детектировать уровень напряжения батареи 210 в электронной сигарете, обычно исходя из напряжения на контактах 900А, 900В подключаемых к разъему 703, а затем принимать решение о подаче питания на электронную сигарету 10 для зарядки батареи 210, обеспечивая уровень напряжения батареи 210, который еще не превышает заданный порог зарядки (который может быть установлен различными способами, обсуждавшимися выше для электронной сигареты 10). Эта защита с помощью порога зарядки также может быть реализована посредством некоторых других компонент в контейнере 100 (отличных от регулирующей ПП 1106).

В дополнение к управлению током и напряжением посредством регулирующей ПП 1106, контейнер 100 оснащен дополнительными средствами защиты от избыточного напряжения или токов, которые являются слишком высокими, и которые, таким образом, могут повредить батарею 151 или другие компоненты контейнера (или травмировать пользователя). Например, контейнер 100 также включает в себя модуль 1100 отсечения сверхтоков и модуль 1102 отсечения перенапряжения.

Модуль 1100 отсечения сверхтоков отсекает питание, подаваемое от разъема 164 на другие компоненты контейнера 100 (включая регулирующую ПП 1106), когда обнаруживает, что ток превосходит заданное пороговое значение. Хотя ток, подаваемый на батарею 151, регулируют с помощью регулирующей ПП 1106 (как было описано выше), модуль 1100 отсечения сверхтоков обеспечивает дополнительный уровень защиты батареи 151 и других компонентов контейнера. Например, модуль 110 отсечения сверхтоков помогает снизить риск повреждения компонентов контейнера в случае, когда через разъем 164 подают слишком большой ток (это может, например, произойти, если к разъему 164 подключить неподходящее зарядное устройство, которое подает слишком большой ток, или если в одном из компонентов контейнера произойдет короткое замыкание).

Модуль 1100 отсечения сверхтоков может быть реализован, например, с использованием теплового восстанавливаемого предохранителя, который отключается, входя в состояние с высоким импедансом, когда ток превышает заданный порог. В последнем случае, когда температура опускается, тепловой восстанавливаемый предохранитель возвращается в состояние с низким импедансом, тем самым, снова позволяя протекать току (так что можно опять использовать контейнер 100). Заданный порог тока устанавливают так, что высокий ток, который может вызвать повреждения, отсекают, но изменения тока в пределах нормальных и допустимых параметров не приводят к отсечению. Например, заданный порог тока может быть установлен равным примерно 1 А.

Модуль 1102 отсечения перенапряжения отсекает питание, подаваемое от разъема 164 на другие компоненты контейнера 100 (включая регулирующую ПП 1106), если обнаруживает, что напряжение питания превосходит заданное пороговое значение. Хотя напряжение, подаваемое на батарею 151, регулируют с помощью регулирующей ПП 1106 (как было описано выше), модуль 1100 отсечения перенапряжения обеспечивает дополнительный уровень защиты батареи 151 и других компонентов контейнера, тем самым снижая риск повреждения компонентов в контейнере (или потенциального травмирования пользователя) в случае, когда на разъем 164 подают слишком большое напряжение. Такое высокое напряжение может возникнуть, например, если к разъему 164 подключить неподходящее зарядное устройство, которое подает слишком большое напряжение. Заданный порог напряжения устанавливают так, что опасно высокое напряжение отсекают (т.е. напряжение, которое может повредить устройство или, возможно, травмировать пользователя), а изменения напряжения в пределах нормального (неопасного) рабочего диапазона не отсекают. Например, заданный порог напряжения может быть установлен равным 6 В, тем самым, гарантируя, что 5 В зарядное USB-устройство не активирует модуль 1102 отсечения перенапряжения, но более высокие напряжения запустят модуль 1102 отсечения перенапряжения.

PCM 1110, который расположен между регулирующей ПП и батареей 151, отслеживает ток и напряжение между батареей 151 и другими компонентами контейнера (включая регулирующую ПП 1106) и прерывает электрическое соединение между батареей 151 и другими компонентами контейнера в случае, когда ток или напряжение выходит за пределы порогового диапазона тока или напряжения (соответственно). Этот мониторинг выполняют и для зарядки батареи 151 (от внешнего источника питания через разъем 164), а также для разрядки батареи 151 (для питания батареи 210 в электронной сигарете 10 через разъем 703, а также других компонентов в контейнере, таких как подсветка 128). В частности, во время зарядки или разрядки батареи 151, если либо ток, либо напряжение превосходит заданный верхний порог, то электрическое соединение между батареей 151 и другими компонентами контейнера разрывается (отсекается), т.е. предотвращают или по меньшей мере существенно сокращают поток энергии между батареей 151 и другими компонентами контейнера. Это помогает сократить риск подачи слишком большого тока или напряжения на батарею 151 или от нее и устранить проблемы, связанные с этим (такие как повреждение батареи 151 и/или других компонентов, травмирование пользователя и т.д.). Порог для перенапряжения может быть, например, задан равным примерно 4,3 В, в то время как порог для сверхтоков может быть установлен равным, например, от 15, до 2,5 А, напр., около 1,8 А.

Также, во время разряда батареи 151, напр., при зарядке батареи 210 в электронной сигарете 10, если напряжение от батареи 151 снижается ниже заданного нижнего порога, то электрическое соединение между батареей 151 и другими компонентами контейнера, такими как разъем 703, отсекается. Это помогает предотвратить повреждение батареи 151, которое может произойти в противном случае вследствие продолжения получения тока от батареи, когда ее заряд уже низок, и выходное напряжение низкое (это может случиться с некоторыми перезаряжаемыми батареями, напр., с литий-ионными батареями).

PCM 1110 может содержать отдельную ПП или может (например) быть интегрирован в виде части батареи 151. Из-за положения PCM 1110 в электрической цепи (то есть, между батареей 151 и другими компонентами контейнера) PCM 1110 может детектировать отклонения напряжения/тока, которые могут не быть обнаружены другими компонентами контроля напряжения/тока контейнера (такими как регулирующая ПП 1106, модуль 1100 отсечения сверхтоков и модуль 1102 отсечения перенапряжения). PCM 1110, таким образом, добавляет еще один уровень защиты от риска повреждения батареи 151 или каких-либо других компонентов контейнера (или электронной сигареты 10), а также от потенциального травмирования пользователя, вызванного ненормальными значениями тока или напряжения.

PCM 1110 может содержать любую стандартную ПП, пригодную для детектирования того, что подаваемый ток и/или напряжение имеет значение в определенных заданных пределах. Более того, PCM 1110 может содержать полевой транзистор со структурой металл-оксид-полупроводник (MOSFET) для детектирования того, что ток превосходит заданный порог тока.

MCU 1104 гарантирует, что ток подают на батарею 151 только во время зарядки в течение заданного периода времени до того, как он будет отсечен. Это помогает гарантировать, что батарея 151 не будет подвергаться перезарядке, при которой батарею 151 непрерывно заряжают, хотя она достигла полной емкости (что может повредить батарею 151). Заданный период времени устанавливают так, чтобы можно было заряжать батарею до полного объема (тем самым, максимизируя продолжительность времени между зарядками, когда пользователь может использовать контейнер 100, чтобы зарядить электронную сигарету 10), но при этом предотвращая перезарядку батареи 151. Например, заданный период времени может быть установлен в районе от 2 до 8 часов, например, от 4 до 6 часов.

Отсечение подачи тока на батарею 151 после истечения заданного периода времени также будет способствовать снижению вероятности того, что батарея 151 станет слишком горячей. Хотя это выполняет функция мониторинга температуры регулирующей ПП 1106 (как уже было описано), если по какой-либо причине функция мониторинга температуры не сработает корректно, то, так как ток подают на батарею 151 только в течение заданного периода времени (а не постоянно), то вышеобсуждавшиеся проблемы, связанные с непрерывной подачей тока на батарею 151, когда она становится слишком горячей, могут быть по меньшей мере смягчены.

MCU 1104 также гарантирует, что ток подают от батареи 151 во время зарядки электронной сигареты 10 через разъем 703 только в течение заданного периода времени, после чего он будет отсечен. Это обеспечивает дополнительный уровень защиты, чтобы помочь предотвратить перезарядку батареи 210 электронной сигареты 10 (в дополнение к рассчитанной по времени функции отсечения тока ПП 1002 зарядки самой электронной сигареты 10, как было описано выше). Например, заданный период времени может быть установлен в районе от 2 до 6 часов, например, от 3 до 5 часов. Отметим, что это отсечение выполняют независимо от того, подают ли ток на электронную сигарету 10 от внешнего источника питания через разъем 164 или от батареи 151 контейнера.

Перезарядки батареи 210 электронной сигареты можно избежать, главным образом, с помощью заданного времени зарядки электронной сигареты, определяемого ПП 1002 зарядки, при этом заданное время зарядки электронной сигареты MCU 1104 устанавливают таким же или немного больше, чтобы получить резерв на случай того, что таймер MCU 1104 выдаст ошибку и не сможет отсечь ток в соответствующее время. Таким образом, перезарядки электронной сигареты 10 можно избежать, даже если возникнет неисправность в функции таймера электронной сигареты 10.

Дополнительный защитный механизм, реализованный в контейнере, направлен на проблему, отмеченную выше, заключающуюся в том, что в трубку 132А сравнительно легко может попасть посторонний объект. Более того, посторонний объект может создать электрическое соединение с разъемом 703 зарядки, особенно из-за того, что для этого не требуется каких-либо определенных манипуляций, таких как отвинчивание - наоборот, такое соединение можно получить под действием только силы тяжести. В зависимости от сущности постороннего объекта это потенциально может привести к (избыточному) току, подаваемому через разъем 703 на посторонний объект, который вследствие этого может перегреться.

Чтобы обеспечить защиту от такого постороннего объекта, контейнер отслеживает ток зарядки, подаваемый в электронную сигарету 10 через разъем 703. Этот мониторинг, например, может выполнять MCU 1104 или PCM 1110, или некоторый другой компонент (не показанный на фиг. 11), который расположен в схеме непосредственно на пути к разъему 703.

Обычный (номинальный) ток от контейнера 100 к электронной сигарете принимает значение в диапазоне 75-100 мА. Защитный порог устанавливают в достаточной мере выше, чем этот номинальный уровень зарядки, например, 200 мА, чтобы допустить зарядку в пределах нормального рабочего диапазона плюс разумный запас, но чтобы минимизировать риск подачи избыточного тока на заряжаемый объект (и, следовательно, его перегрева). Понятно, что этот защитный порог можно задать разными способами, например, с использованием абсолютного уровня напряжения (такого как 200 мА); или с использованием смещения от номинального тока зарядки (например, избыточный ток на 100 мА или больше превосходит номинальный ток зарядки); или с использованием относительного смещения от номинального тока зарядки (например, избыточный ток, составляющий 100% или больше от номинального тока зарядки).

Если измеренный (отслеживаемый) ток превосходит заданный порог, то запускается защитный механизм, чтобы отсечь ток на разъеме 703. Отметим, что это отсечение не только обеспечивает механизм защиты от попадания постороннего объекта в трубку 132А, но также обеспечивает механизм защиты от неисправной электронной сигареты 10, вставляемой для зарядки в трубку 132А, напр., электронной сигареты, в которой каким-то образом возникло короткое замыкание (датчик 1006 температуры также обеспечивает некоторую защиту от такой неисправной электронной сигареты 10).

Этот защитный порог может быть реализован, например, с использованием теплового восстанавливаемого предохранителя, как обсуждалось выше касательно модуля 1100 отсечки сверхтоков. Превышение защитного порога может быть показано пользователю в виде состояния неисправности на контейнере с использованием лампочек 128 с соответствующим (заранее заданным) пространственным и/или временным шаблоном подсветки (другие состояния неисправности, обсуждавшиеся выше, могут быть обозначены с помощью других шаблонов подсветки).

Восстановление этого защитного порога и соответствующее отсечение активируют в некоторых вариантах осуществления с помощью переключателя 152 (см. фиг. 8), который детектирует открытие и закрытие крышки 140 контейнера. Например, если крышка 140 закрыта в момент отсечения, то ясно, что крышку необходимо открыть, чтобы устранить какое-либо постороннее тело из трубки 132А. Поэтому, восстановление защитного порога можно получить при открывании крышки. Отметим, что в некоторых вариантах осуществления зарядка электронной сигареты 10 в контейнере 100 может начаться только после закрытия крышки, что также определяет переключатель 152. Таким образом, само по себе восстановление механизма защиты путем открытия крышки не активирует зарядку, а наоборот, допускает зарядку, когда крышку после этого закрывают. Понятно, что можно осуществить различные другие механизмы восстановления, например, внешний активируемый пользователем переключатель восстановления или внешний активируемый пользователем переключатель включения-выключения контейнера (выключающий, а затем включающий восстановление).

Изложенную выше защиту от посторонних объектов можно рассматривать как форму пассивного или косвенного детектирования, так как защита срабатывает, только если через разъем 703 пойдет избыточный ток. Другая форма пассивного или косвенного детектирования может заключаться в том, чтобы выполнить датчик, предназначенный для отслеживания температуры в трубке 132А или рядом с ней, тем самым, отслеживая повышенную температуру как индикацию того, что в трубке 132А может находиться некоторое постороннее тело (или, возможно, неисправная электронная сигарета). Также можно обеспечить механизм непосредственной или активной защиты, в котором посредством контейнера выполняют проверку, чтобы гарантировать, что элемент, вставленный в трубку 132А, является электронной сигаретой 10. В отличие от изложенной выше защиты, в которой зарядку начинают и продолжают до тех пор, пока не возникнет особое условие (избыточный ток), в этом подходе зарядку не начинают (или, возможно, начинают, но очень быстро прерывают) до тех пор, пока не будет выполнено особе условие, а именно, положительный результат этой проверки.

Существуют различные механизмы, посредством которых можно выполнить такую проверку. Например, электронная сигарета 10 включает в себя световое кольцо, расположенное между внутренним контактом 900В и внешним контактом 900А. Электронная сигарета может быть устроена так, чтобы включать это световое кольцо, когда на разъеме 900 обнаружено внешнее питание, а контейнер, тогда, может быть оснащен фотодатчиком, чтобы детектировать это свечение. Если фотодатчик подтверждает наличие свечения, то это значит, что вставленное устройство является электронной сигаретой 10, и продолжается подача питания через разъем 703 на разъем 900. Однако, если свечения фотодатчиком не обнаружено, то это значит, что вставленное устройство не является электронной сигаретой 10 (а предположительно является посторонним телом), и подачу питания через разъем 703 на разъем 900 прерывают.

В общем, в контейнере 100, представленном на фиг. 11, может быть реализовано большое число защитных признаков, таких как: защита от высокого напряжения и/или высокого тока, подаваемого от разъема 164, и/или от слишком долгой подачи питания от разъема 164; защита от слишком высокой (или слишком низкой) температуры контейнера 100 и/или батареи 151 (эта защита уместна для всех трех режимов зарядки, заданных выше); защита от высокого напряжения и/или высокого тока, подаваемого на электронную сигарету 10 через разъем 703, и/или от слишком долгой подачи питания на электронную сигарету через разъем 703 (эту защиту от тока/напряжения и учет времени можно применять независимо от того, осуществляют ли зарядку электронной сигареты от внешнего источника питания или от батареи 151 контейнера). Также может быть реализовано отсечение посредством ПП 1106, если напряжение батареи 151 контейнера превосходит заданный уровень, когда заряжают батарею контейнера (обычно примерно в диапазоне 4,2-4,5 В), или если напряжение батареи 151 контейнера опускается ниже заданного уровня при разрядке батареи контейнера (для питания электронной сигареты или других компонентов контейнера). Значение этого нижнего напряжения может быть задано, например, в диапазоне 2-3 В, например, приблизительно 2,5 В. Также может иметься защита от присутствия постороннего тела в трубке 132А зарядки, как было описано выше.

Понятно, что существует много различных потенциальных реализаций такой активной защиты. Например, где-то на электронной сигарете может быть выполнена подсветка, чтобы показывать наличие электронной сигареты в трубке 132А (вместо или в дополнение к подсветке на кончике). Еще одна возможность заключается в том, чтобы нанести на внешнюю поверхность электронной сигареты некоторую специальную маркировку (например, штрих-код или логотип), который может быть распознан и проверен контейнером. Еще одна возможность заключается в том, чтобы оснастить контейнер 100 и электронную сигарету некоторым подходящим средством связи, напр., средством беспроводной связи Bluetooth, или также некоторой возможностью осуществлять связь через разъемы 703 и 900, посредством чего контейнер может подтвердить подлинность электронной сигареты 10.

Понятно, что многие варианты реализации электронной сигареты 10 и контейнера 100 будут очевидны специалистам в области техники. Например, компоненты, показанные на фиг. 11, такие как ПП 1106, PCM 1110 или MCU 1104 могут быть выполнены в виде отдельных устройств, или один или несколько таких компонентов могут быть интегрированы, например, как часть ПП 160, 135 и/или 154, показанных на фиг. 8. Как вариант, один или несколько из них могут представлять собой отдельные компоненты. Кроме того, функциональность может быть распределена между различными компонентами по-разному. Аналогично, существует множество потенциальных вариантов для разъема 703 контейнера 100 и разъема 900 электронной сигареты 10. Например, у разъемов 703, 900 могут быть другое расположение, размер, форма и т.д., лишь бы разъемы 703 и 900 были способны обеспечивать электрическое соединение друг с другом, чтобы ток мог протекать от батареи 151 контейнера 100 на батарею 210 электронной сигареты.

Различные компоненты обеспечения безопасности электронной сигареты 10 и контейнера 100, описанные выше, в том числе со ссылкой на фиг. 10 и 11, вносят свой вклад в общее управление электронной сигаретой 10 и контейнером 100 во время зарядки как электронной сигареты 10, так и контейнера 100, а также во время обычного использования электронной сигареты пользователем. В результате получаем перезаряжаемую электронную сигарету и контейнер, обладающие повышенной надежностью и безопасностью. Понятно, что другие реализации могут включать в себя только некоторые (а не все) вышеупомянутые компоненты обеспечения безопасности электронной сигареты 10 и/или контейнера 100, и/или могут потенциально включать в себя дополнительные компоненты обеспечения безопасности.

Более того, описанный в этом документе подход можно расширить на ряд электронных систем получения пара, таких как устройства нагрева без горения (которые могут включать в себя растительные вещества или экстракты, например, листья табака, которые, затем, нагревают или обдают паром, чтобы получить требуемый пар). Один пример такой альтернативной формы электронной системы получения пара описан в документе US 2011/0226236, в котором раскрыт ингалятор, содержащий испаритель, основанный на композитной плоской конструкции, включающей в себя и нагревательный механизм, и фитильный механизм.

В заключение, в этом раскрытии на примере показаны различные варианты осуществления, посредством которых можно на практике реализовать изобретение. Преимущества и признаки изобретения представляют собой всего лишь представительные примеры вариантов осуществления и не являются исчерпывающими и/или исключительными. Они представлены только для того, чтобы способствовать пониманию и передать идеи заявленного изобретения. Понятно, что преимущества, варианты осуществления, примеры, функции, признаки, конструкции и/или другие аспекты изобретения не следует рассматривать как ограничения изобретения, заданного формулой изобретения или ограничениями на эквиваленты формулы изобретения, и что, не отклоняясь от объема формулы изобретения, можно применять другие варианты осуществления и выполнять модификации. Различные варианты осуществления могут должным образом содержать, состоять или по существу состоять из различных сочетаний описанных элементов, компонентов, признаков, частей, этапов, средств и т.д., отличных от описанных в этом документе. Изобретение может включать в себя одно или несколько других изобретений, не заявленных явно, но которые могут быть заявлены в будущем.

Изобретение относится к области электротехники, а именно к заряжаемому контейнеру, предназначенному для хранения в нем и зарядки электронной сигареты. Контейнер содержит батарею контейнера; первый разъем, который электрически соединяют с внешним источником питания; первый механизм зарядки для зарядки батареи контейнера, использующий внешний источник питания, когда первый разъем электрически соединен с внешним источником питания; трубку, в которую вставляют электронную сигарету, так чтобы электронная сигарета могла содержаться внутри заряжаемого контейнера; второй разъем, который электрически соединяют с электронной сигаретой, когда электронная сигарета вставлена в трубку; и второй механизм зарядки для зарядки электронной сигареты, использующий батарею контейнера, когда электронная сигарета электрически соединена со вторым разъемом. Второй механизм зарядки выполнен с возможностью обеспечивать защиту от того, чтобы батарея контейнера подавала избыточный ток через второй разъем. Механизм зарядки также выполнен с возможностью определять выходное напряжение батареи и предотвращать перезарядку батареи, если выходное напряжение батареи выше заданного порогового уровня, причем упомянутый заданный пороговый уровень ниже максимального уровня выходного напряжения батареи. Повышение безопасности и надежности при функционировании электронной сигареты с заряжаемым контейнером является техническим результатом изобретения. 7 н. и 18 з.п. ф-лы, 11 ил.

1. Заряжаемая электронная сигарета, содержащая:

батарею, обеспечивающую подачу выходного напряжения, максимальный уровень которого достигается, когда батарея полностью заряжена;

разъем, расположенный на внешней части электронной сигареты, предназначенный для ее соединения с внешним источником питания для зарядки, не разбирая электронную сигарету; и

механизм зарядки для зарядки батареи, использующий энергию от внешнего источника питания, когда разъем электрически соединен с внешним источником питания;

в которой

механизм зарядки выполнен с возможностью определять выходное напряжение батареи и предотвращать зарядку батареи, если выходное напряжение батареи выше заданного порогового уровня, который ниже максимального уровня выходного напряжения батареи.

2. Электронная сигарета по п. 1, в которой заданный пороговый уровень (Р) представляет собой смещение (О) относительно максимального выходного уровня (М) напряжения батареи.

3. Электронная сигарета по п. 2, в которой О=М–Р, а смещение (О) лежит в диапазоне 0,075-0,3 В.

4. Электронная сигарета по п. 3, в которой О лежит в диапазоне 0,1-0,2 В.

5. Способ функционирования заряжаемой электронной сигареты, содержащей: батарею, обеспечивающую подачу выходного напряжения, максимальный уровень которого достигается, когда батарея полностью заряжена; разъем, расположенный на внешней части электронной сигареты, предназначенный для ее соединения с внешним источником питания для зарядки, не разбирая электронную сигарету; и

механизм зарядки для зарядки батареи, использующий энергию от внешнего источника питания, когда разъем электрически соединен с внешним источником питания;

при этом способ включает следующие этапы:

определяют выходное напряжение батареи и

предотвращают зарядку батареи, если выходное напряжение батареи выше заданного порогового уровня, который ниже максимального уровня выходного напряжения батареи.

6. Заряжаемый контейнер, предназначенный для содержания и зарядки электронной сигареты, содержащий:

батарею контейнера;

первый разъем, электрически соединяемый с внешним источником питания;

первый механизм зарядки батареи контейнера, использующий внешний источник питания, когда первый разъем электрически соединен с внешним источником питания;

трубку, в которую вставлена электронная сигарета, так что она содержится внутри заряжаемого контейнера, при этом упомянутая электронная сигарета включает в себя батарею;

второй разъем, электрически соединяемый с электронной сигаретой, когда она находится в трубке, без необходимости разборки электронной сигареты; и

второй механизм зарядки батареи электронной сигареты, использующий батарею контейнера, когда электронная сигарета электрически соединена со вторым разъемом;

в котором

второй механизм зарядки выполнен с возможностью определять выходное напряжение батареи электронной сигареты и предотвращать ее зарядку, если выходное напряжение батареи электронной сигареты выше заданного порогового уровня, который ниже максимального уровня выходного напряжения батареи электронной сигареты.

7. Узел, содержащий электронную сигарету по п. 1 и заряжаемый контейнер, предназначенный для содержания и зарядки электронной сигареты, причем упомянутый контейнер содержит:

батарею контейнера;

первый разъем, электрически соединяемый с внешним источником питания;

первый механизм зарядки батареи контейнера, использующий внешний источник питания, когда первый разъем электрически соединен с внешним источником питания;

трубку, в которую вставлена электронная сигарета, так что она содержится внутри заряжаемого контейнера, при этом упомянутая электронная сигарета включает в себя батарею;

второй разъем, электрически соединяемый с электронной сигаретой, когда она вставлена в трубку, без необходимости разборки электронной сигареты; и

второй механизм зарядки батареи электронной сигареты, использующий батарею контейнера, когда электронная сигарета электрически соединена со вторым разъемом.

8. Узел по п. 7, в котором второй механизм зарядки выполнен с возможностью определять выходное напряжение батареи электронной сигареты и предотвращать зарядку электронной сигареты, если выходное напряжение батареи электронной сигареты выше заданного порогового уровня, который ниже максимального уровня выходного напряжения батареи электронной сигареты.

9. Заряжаемый контейнер по п. 6 или узел по п. 7 или 8, где для обеспечения нормального использования контейнера трубка имеет, по существу, вертикальную ориентацию, а электронная сигарета, вставленная в трубку, примыкает ко второму разъему под действием силы тяжести.

10. Заряжаемый контейнер, предназначенный для содержания и зарядки электронной сигареты, содержащий

батарею контейнера;

первый разъем, электрически соединяемый с внешним источником питания;

первый механизм зарядки батареи контейнера, использующий внешний источник питания, когда первый разъем электрически соединен с внешним источником питания;

трубку, в которую вставлена электронная сигарета, так что она содержится внутри контейнера;

второй разъем, электрически соединяемый с электронной сигаретой, когда она вставлена в трубку; и

второй механизм зарядки электронной сигареты, использующий батарею контейнера, когда электронная сигарета электрически соединена со вторым разъемом;

в котором

второй механизм зарядки выполнен с возможностью обеспечивать защиту от подачи батареей контейнера избыточного тока через второй разъем;

при этом второй механизм зарядки расположен между батареей контейнера и другими компонентами контейнера, включая первый механизм зарядки и первый и второй разъемы.

11. Заряжаемый контейнер по п. 10, в котором для обеспечения нормального использования контейнера трубка имеет, по существу, вертикальную ориентацию, а электронная сигарета, вставленная в трубку, примыкает ко второму разъему под действием силы тяжести.

12. Заряжаемый контейнер по п. 10, в котором второй механизм зарядки выполнен с возможностью отключать ток через второй разъем, если величина тока превосходит заданное пороговое значение.

13. Заряжаемый контейнер по п. 12, в котором заданный порог установлен на уровне примерно удвоенной величины тока, необходимого для зарядки электронной сигареты в соответствии с нормальными заданными рабочими условиями.

14. Заряжаемый контейнер по п. 12, который выполнен с возможностью возврата в исходное состояние после отключения, для того чтобы второй механизм зарядки мог снова подавать питание через второй разъем.

15. Заряжаемый контейнер по п. 14, содержащий открываемую крышку для обеспечения доступа к упомянутой трубке и размещения внутри контейнера электронной сигареты, при этом упомянутый возврат в исходное состояние выполняют путем открытия крышки.

16. Заряжаемый контейнер по любому из пп. 12-15, в котором второй механизм зарядки включает в себя тепловой восстанавливаемый предохранитель, предназначенный для выполнения упомянутого отключения.

17. Заряжаемый контейнер по п. 10, в котором второй механизм зарядки выполнен с возможностью получать подтверждение того, что в трубку вставлена электронная сигарета, до подачи питания на второй разъем для зарядки.

18. Заряжаемый контейнер по п. 17, в котором второй механизм зарядки выполнен с возможностью подавать питание на второй разъем в течение ограниченного периода времени, пока не будет получено подтверждение, и прерывания подачи питания на второй разъем, если такого подтверждения получено не было.

19. Узел, содержащий электронную сигарету и заряжаемый контейнер по п. 17, в котором электронная сигарета выполнена с возможностью предоставлять упомянутое подтверждение контейнеру, когда электронную сигарету вставляют в трубку контейнера.

20. Способ работы заряжаемого контейнера, предназначенного для содержания и зарядки электронной сигареты, причем упомянутый контейнер содержит:

первый разъем, электрически соединяемый с внешним источником питания;

первый механизм зарядки батареи контейнера, использующий внешний источник питания, когда первый разъем электрически соединен с внешним источником питания;

трубку, в которую вставлена электронная сигарета, так что она содержится внутри заряжаемого контейнера;

второй разъем, электрически соединяемый с электронной сигаретой, когда она вставлена в трубку; и

второй механизм зарядки электронной сигареты, использующий батарею контейнера, когда электронная сигарета электрически соединена со вторым разъемом;

при этом способ содержит следующие этапы:

определяют, когда предмет, вставленный в упомянутую трубку, не является электронной сигаретой; и

защищают от подачи тока от батареи контейнера через второй разъем.

21. Способ по п. 20, в котором упомянутое определение содержит получение и неполучение сигнала, связанного с наличием электронной сигареты в трубке.

22. Способ по п. 21, в котором упомянутый сигнал представляет собой оптический сигнал.

23. Способ по п. 21, в котором упомянутый сигнал представляет собой электрический сигнал.

24. Способ по п. 20, в котором для обеспечения нормального использования контейнера трубка имеет, по существу, вертикальную ориентацию, а электронная сигарета, вставленная в трубку, примыкает ко второму разъему под действием силы тяжести.

25. Способ по п. 20, в котором контейнер содержит крышку и переключатель для определения открытия и закрытия крышки, при этом способ включает следующие этапы:

открывают крышку, чтобы вернуть контейнер в исходное состояние, так чтобы через второй разъем можно было подавать ток после последующего закрытия крышки; и

удаляют предмет, не являющийся электронной сигаретой.